O Observatório Chandra, da NASA, Revela Misteriosos Objetos de Raios X

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Ontem (09/09), o portal da NASA informou que o Observatório de Raios X Chandra, da agência, havia revelado a existência de misteriosos objetos emissores de raios X.

Raios X: NASA/CXC/Univ. of Alabama/M. Muhibullah et al.; Óptico: NASA/ESA/STScI; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

De acordo com a nota do portal, usando o Observatório de Raios X Chandra, da NASA, cientistas descobriram uma nova classe de objetos que se comportam de maneira diferente de qualquer outro objeto que já tenham observado. Os astrônomos sugerem que esses objetos recém-identificados em outras galáxias podem ajudar a solucionar não uma, mas duas questões de longa data da astrofísica.

Esses objetos misteriosos emitem raios X de energia incomumente baixa, mas níveis intensos de radiação ultravioleta. Essa descoberta é apresentada em um artigo publicado na quarta-feira na Nature Astronomy.

“Nunca encontramos um grupo de objetos que se comporte dessa maneira”, disse Mustafa Muhibullah, da Universidade do Alabama, que liderou o estudo. “É claro que o próximo passo foi tentar descobrir o que são essas coisas.”

Crédito: Raios X: NASA/CXC/Univ. of Alabama/M. Muhibullah et al.; Óptico: NASA/ESA/STScI; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

M101 com círculos ilustrativos destacando sete dos objetos recém-descobertos.

Os pesquisadores encontraram um total de 84 dessas “fontes hipersuaves de raios X” — assim chamadas porque emitem raios X de energia tão baixa — nas seis diferentes galáxias que pesquisaram, utilizando dados disponíveis abertamente ao público no arquivo do Chandra. Duas das galáxias são espirais, M31 (a galáxia de Andrômeda) e M101 (a galáxia do Cata-vento), enquanto as outras quatro são elípticas. Eles encontraram fontes hipersuaves de raios X tanto em regiões de formação estelar ativa quanto em áreas onde existem estrelas mais antigas.

A equipe identificou as fontes ao encontrar objetos que apareciam em imagens do Chandra obtidas nas energias de raios X mais baixas, mas desapareciam nas imagens de energias mais altas. Isso significa que esses objetos emitem muito mais raios X de baixa energia do que de alta energia. Como os raios X de baixa energia fazem fronteira com a radiação ultravioleta energética no espectro eletromagnético, os pesquisadores determinaram que essas fontes também estão produzindo grandes quantidades de radiação ultravioleta energética.

Não está claro quais tipos de objetos são responsáveis por esses raios X de baixa energia e pela intensa radiação ultravioleta. A equipe acredita que eles provavelmente envolvem um buraco negro, uma estrela de nêutrons ou uma anã branca capturando material de uma estrela companheira. O material retirado da estrela companheira é aquecido, produzindo raios X antes de cair sobre a anã branca ou a estrela de nêutrons, ou dentro do buraco negro. Esses sistemas binários já foram observados anteriormente, mas não com uma radiação ultravioleta tão brilhante e raios X de energia tão baixa.

A descoberta sugere que pode haver grandes populações de sistemas binários com radiação ultravioleta energética que permaneceram não detectadas até agora.

“Essas fontes clandestinas de raios X estão, na verdade, entre os objetos mais energéticos das galáxias, e elas podem estar solucionando dois mistérios cósmicos de uma só vez”, disse Muhibullah.

Os cientistas acreditam que alguns sistemas de anãs brancas que capturam material de estrelas companheiras podem eventualmente explodir como uma supernova — conhecida como Tipo Ia — que é fundamental para medir a expansão do universo. Essas supernovas desempenharam um papel fundamental na descoberta de que essa expansão está acelerando. Os astrônomos procuram há muitos anos pelas estrelas que se transformam em supernovas do Tipo Ia, até agora sem sucesso.

“Se pudéssemos encontrar uma maneira de identificar essas explosões de supernovas do Tipo Ia antes que acontecessem, isso seria realmente importante”, disse o coautor Jimmy Irwin, também da Universidade do Alabama. “Neste momento, nós as estudamos depois que explodiram, e os astrônomos têm enfrentado dificuldades para compreender o que realmente é incendiado.”

O outro mistério que essas fontes hipersuaves de raios X podem explicar é o que remove elétrons do gás entre as estrelas em algumas galáxias. Essa remoção de elétrons é importante de investigar porque pode afetar a velocidade com que as estrelas se formam e influenciar os ciclos de vida das galáxias. Estrelas quentes e massivas desempenham um papel, mas não explicam completamente o que está causando essa remoção. Os níveis intensos de radiação ultravioleta provenientes das fontes hipersuaves de raios X podem desempenhar um papel vital.

Por que essas fontes hipersuaves de raios X não foram encontradas até agora? Além da emissão de raios X de baixa energia, que é muito difícil de ser detectada pelos telescópios de raios X, a radiação ultravioleta de alta energia é prontamente absorvida pelo gás de hélio e hidrogênio que preenche o espaço entre as estrelas, criando uma barreira quase impenetrável para observação.

“Ao vasculhar o arquivo do Chandra, conseguimos eliminar o que costumava ser um ponto cego para os telescópios”, disse a coautora Rosanne Di Stefano, do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian. “Foi assim que encontramos o que parece ser uma nova classe de objetos cósmicos com características extraordinárias.”

O Marshall Space Flight Center da NASA, em Huntsville, Alabama, administra o programa Chandra. O Chandra X-ray Center do Smithsonian Astrophysical Observatory controla as operações científicas a partir de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo a partir de Burlington, Massachusetts.

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